The FOOT experiment: Trigger and Data Acquisition (TDAQ) development and data analysis

Hadrontherapy employs high-energy beams of charged particles (protons and heavier ions) to treat deep-seated tumours: these particles have a favourable depth-dose distribution in tissue characterized by a low dose in the entrance channel and a sharp maximum (Bragg peak) near the end of their path. In these treatments nuclear interactions have to be considered: beam particles can fragment in the human body releasing a non-zero dose beyond the Bragg peak while fragments of human body nuclei can modify the dose released in healthy tissues. These effects are still in question given the lack of interesting cross sections data. Also space radioprotection can profit by fragmentation cross section measurements: the interest in long-term manned space missions beyond Low Earth Orbit is growing in these years but it has to cope with major health risks due to space radiation. To this end, risk models are under study: however, huge gaps in fragmentation cross sections data are currently present preventing an accurate benchmark of deterministic and Monte Carlo codes. To fill these gaps in data, the FOOT (FragmentatiOn Of Target) experiment was proposed. It is composed by two independent and complementary setups, an Emulsion Cloud Chamber and an electronic setup composed by several subdetectors providing redundant measurements of kinematic properties of fragments produced in nuclear interactions between a beam and a target. FOOT aims to measure double differential cross sections both in angle and kinetic energy which is the most complete information to address existing questions. In this Ph.D. thesis, the development of the Trigger and Data Acquisition system for the FOOT electronic setup and a first analysis of 400 MeV/u 16O beam on Carbon target data acquired in July 2021 at GSI (Darmstadt, Germany) are presented. When possible, a comparison with other available measurements is also reported.

Comprendere come lo stato genetico di TP53 influenza la risposta al deficit indotto sul Complesso I mitocondriale come terapia anticancro

Il Complesso I (CI) mitocondriale è uno dei target metabolici più promettenti nelle terapie anti- cancro. In particolare, la metformina è un inibitore noto del CI, capace di inibire la crescita delle cellule tumorali, ma non di eradicare la patologia. Recentemente, l’associazione metformina ed ipoglicemia si è rivelata letale per i tumori, sebbene l’efficacia terapeutica del trattamento sinergico possa essere influenzata dall’accumulo di alterazioni genetiche nei più noti drivers della tumorigenesi. Abbiamo così investigato l’effetto dello stress metabolico indotto dalla restrizione di glucosio in un pannello di linee cellulari tumorali con un severo deficit sul CI e con un diverso stato genetico di TP53. Il deficit del CI associato alla carenza di glucosio inducono un abbattimento dei livelli di espressione della proteina p53 mutata, ma non della controparte wild-type. Il fenomeno biologico osservato non dipende né da un blocco trascrizionale, né dall’innesco di vie di degradazione intracellulare, come proteasoma ed autofagia. La scomparsa di p53 mutata, invece, sembra dipendere da un blocco generale della sintesi proteica, verosimilmente indotto dallo stress energetico e nutrizionale. Nella controparte p53 wild-type, invece, si osserva solo una parziale riduzione della sintesi proteica, suggerendo l’innesco di possibili vie di adattamento per compensare il danno sul CI. La carenza di amminoacidi è una caratteristica dei tumori solidi che potrebbe essere esacerbata in condizioni di deficit generali della catena respiratoria mitocondriale. In particolare, l’inibizione del CI causa auxotrofia da aspartato, metabolita limitante per la proliferazione, condizione che potrebbe generare il blocco della sintesi proteica osservato. L’incremento di espressione dei livelli del trasportatore aspartato/glutatammato mediata da p53 mutata compensa l’auxotrofia da aspartato, identificando un meccanismo di adattamento al deficit del CI. Dunque, i risultati ottenuti sottolineano l’importanza di implementare la terapia anti-complesso I nel cancro, poiché il diverso stato di p53 può alterare l’efficacia del trattamento.

Identificazione di nuove strategie per la valutazione della malattia minima residua nel Mieloma Multiplo: la Biopsia Liquida

Il Mieloma Multiplo (MM) è una patologia neoplastica delle cellule B caratterizzata dalla proliferazione di più cloni di plasmacellule portatrici di diverse anomalie genomiche. Il MM presenta tipicamente un’eterogeneità genomica spaziale e intraclonale, che rende l’aspirato midollare "a singolo sito", attualmente utilizzato per la valutazione della malattia residua (MRD) dopo trattamento, non realmente informativo sulla taglia di malattia e sul panorama genomico della malattia. In considerazione della crescente importanza che sta assumendo la valutazione della MRD, i test per monitorarla dovrebbero essere non invasivi, affidabili e in grado di rappresentare le eterogeneità che caratterizzano il MM. Il presente studio ha permesso di dimostrare la possibilità di utilizzare la biopsia liquida, una metodica innovativa e non invasiva, per caratterizzare i pazienti con MM attivo o con MM smoldering ad alto rischio di evoluzione (HR-SMM) e per determinale l’MRD nei pazienti sottoposti a terapia di prima linea, integrando le metodiche attualmente validate. Nei pazienti arruolati nel presente studio è stato possibile identificare la frazione tumorale di DNA libero circolante (cfDNA-TF) nel sangue periferico, ed è stato possibile caratterizzare la malattia da un punto di vista qualitativo, dimostrando un’elevata concordanza del profilo genomico tra DNA libero circolante e DNA midollare (100% nei pazienti con HR-SMM e 86% nei pazienti con MM attivo). L’esecuzione seriata di biopsie liquide in corso di terapia, con un follow-up mediano di 24 mesi, ha mostrato una rapida e netta riduzione della cfDNA-TF xdalle prime fasi di terapia, con una tendenza a mantenersi mediamente sotto la soglia di sensibilità della metodica anche nelle fasi successive, indipendentemente dall’eventuale persistenza di MRD individuabile a livello midollare o mediante PET-CT. Con un follow-up più lungo probabilmente sarà possibile valutare meglio la capacità di questa metodica di affiancare o eventualmente sostituire l’aspirato midollare.

Marcatori di eta biologica nella malattia di Parkinson: risultati di un'analisi glicomica e epigenomica

La malattia di Parkinson è una malattia neurodegenerativa caratterizzata da una progressiva disfunzione motoria e cognitiva. È noto che l'età avanzata è il principale fattore di rischio per la malattia di Parkinson e alcuni studi hanno dimostrato un'accelerazione dell'età biologica nelle fasi più avanzate della malattia. Questo studio si propone di valutare se l'accelerazione dell'invecchiamento biologico descritta nelle fasi avanzate della malattia di Parkinson caratterizzi anche le prime fasi della malattia. A tal fine sono stati utilizzati due tipi di marcatori biologici di età, basati sull'analisi della metilazione del DNA del sangue (l'orologio epigenetico e sue varianti) e dei profili degli N-glicani nel plasma (GlycoAge Test). I biomarcatori sono stati valutati in campioni ottenuti da pazienti con malattia di Parkinson de novo, con diagnosi recente e non ancora in trattamento farmacologico, nonché da pazienti con stadi più avanzati della malattia e da controlli sani. I risultati ottenuti nelle prime fasi della malattia non mostrano segni di invecchiamento accelerato, che trovano conferma nelle fasi più avanzate. Dai dati di metilazione è possibile prevedere le proporzioni delle diverse popolazioni di leucociti. Questa analisi nelle prime fasi della malattia ha già evidenziato significative alterazioni che seguono in parte quelle caratteristiche dell'invecchiamento del sistema immunitario, suggerendo un'immunosenescenza accelerata nella malattia di Parkinson. Infine, i dati sulla metilazione del DNA sono stati analizzati per identificare le differenze nelle regioni metilate del genoma tra pazienti con malattia di Parkinson e controlli. I risultati suggeriscono l'esistenza di piccole ma significative alterazioni nella metilazione del DNA che caratterizzano lo stadio precoce e/o avanzato della malattia. In conclusione, questo studio suggerisce che le prime fasi della malattia di Parkinson sono caratterizzate da specifiche alterazioni epigenetiche e invecchiamento precoce del sistema immunitario, che tuttavia non si traducono in un'alterazione dei biomarcatori di invecchiamento epigenetici e glicomici.

Società a partecipazione pubblica nel mercato dell'energia elettrica tra concorrenza e obblighi di servizio pubblico

La disciplina pubblicistica dell’energia elettrica presenta specificità rilevanti rispetto ad altri settori della regolazione economica. Il settore energetico si caratterizza infatti per una complessa regolazione, dovuta sia alle specificità dell’oggetto della disciplina, cioè l’energia elettrica come bene immateriale, sia alla molteplicità degli interessi pubblici coinvolti, che si innestano su fallimenti di mercato (i.e. il sistema a rete non duplicabile), sia agli obiettivi di politica internazionale e di sicurezza nazionale, che intercettano delicate interrelazioni con l’ambiente e il clima, come tutelati nel Green Deal, nelle normative europee e nazionali e negli accordi internazionali sulla decarbonizzazione e sullo sviluppo sostenibile. Inoltre, la filiera elettrica è “verticalmente integrata”, cioè suddivisa in attività diverse, cioè la produzione, il dispacciamento, la trasmissione, la distribuzione, la vendita all’ingrosso e al dettaglio di energia. Queste sono esercitate in regimi di mercato differenti: monopolio naturale (dovuto al carattere sub-additivo dei costi) per il dispacciamento, la trasmissione e la distribuzione di energia; libera concorrenza per la produzione e la vendita. L’esigenza di assicurare la concorrenza nel mercato energetico si contempera con la necessità di rispettare gli obblighi di servizio pubblico, in un delicato bilanciamento tra esigenze contrapposte. La Direttiva U.E. del 13 luglio 2009 n. 2009/72/Cee, all’art. 3, qualifica infatti la fornitura di energia elettrica come un servizio universale, attribuendo agli utenti il diritto di ricevere la fornitura e di mantenere prezzi ragionevoli, facilmente e chiaramente comparabili, trasparenti e non discriminatori.

Applicazione di un protocollo ERAS nel paziente onco-geriatrico candidato a chirurgia colo-rettale: esperienza della Chirurgia Generale dell’Ospedale di Faenza

Premessa: Enhanced Recovery After Surgery (ERAS) riduce le complicanze e accorcia il recupero nei pazienti sottoposti a chirurgia per tumore del colon-retto. I pazienti più anziani sono spesso esclusi dai programmi ERAS a causa della difficoltà nell'applicazione dei protocolli stabiliti. Lo scopo dello studio è stato valutare i benefici di ERAS nei pazienti anziani sottoposti a chirurgia colorettale elettiva e valutare i risultati a breve termine. Metodi: studio monocentrico osservazionale prospettico condotto da febbraio 2021 a luglio 2022. Sono stati inclusi tutti i pazienti di età ≥ 70 anni sottoposti a chirurgia colorettale elettiva. I risultati e le complicanze postoperatorie dei pazienti trattati secondo il nostro protocollo ERAS sono stati confrontati con un gruppo di pazienti < 70 anni sottoposti a intervento chirurgico per cancro del colon-retto nello stesso periodo. Risultati: abbiamo incluso un totale di 186 pazienti (104 ≥ 70 anni vs. 82 < 70 anni). Un terzo dei pazienti di entrambi i gruppi non ha sviluppato complicanze perioperatorie (65,4% vs. 67,0%, p = 0,880). Ugualmente non sono state osservate differenze nell’incidenza di complicanze di grado I-II (31,7% vs. 28,0%) né digrado III-IV (1,9% vs. 4,9%) secondo Dindo-Clavien tra i due gruppi (p = 0,389). Il tasso di leak anastomotico e il reintervento non sono risultati statisticamente differenti tra i due gruppi: 3,8% vs. 4,9% (p = 0,733) e 1,0% vs. 3,6% (p = 0,322) rispettivamente pazienti ≥ 70 anni vs. < 70 anni. I temi di degenza media sono stati di 5.1±4.3 vs. 4.6±4.2, (p = 0.427), mentre i tassi di riammissione sono rimasti inalterati. La mortalità a 90 giorni è risultata del 2,8% vs. 0% (p = 0,256). Conclusioni: nella nostra esperienza i pazienti ≥ 70 anni affetti da tumore del colon-retto dovrebbero seguire routinariamente un programma ERAS prevedendo gli stessi benefici degli altri gruppi di età.

Progressione dalla cheratosi attinica al carcinoma squamocellulare localmente avanzato: clinica, dermatoscopia e marker molecolari

Il carcinoma a cellule squamose è un tumore della pelle la cui incidenza è in costante crescita. Per questo motivo si sta ritagliando uno spazio sempre più importante all’interno di quella che è la dermatologia oncologica. Sebbene la nostra accuratezza diagnostica sia in progressivo miglioramento rimangono due nodi fondamentali da sciogliere: la differenziazione delle forme precoci dalla controparte precancerosa (cheratosi attinica), ed il riconoscimento di lesioni particolarmente aggressive con possibile prognosi infausta per stabilire un trattamento adeguato. La maggior attenzione rivolta a queste neoplasie ha portato negli ultimi anni ad innumerevoli pubblicazioni ed alla produzione di molteplici linee guida con indicazioni talvolta non conclusive, che spesso creano confusione nella pratica clinica quotidiana. In questo studio vengono prese in esame queste due problematiche analizzando la casistica a nostra disposizione. Vengono quindi valutati i criteri diagnostici dermoscopici ed il follow-up clinico e strumentale del carcinoma a cellule squamose con un intento di semplificare per rendere più agevole la pratica clinica. Inoltre, viene valutata l’utilità di alcuni marker molecolari come le proteine p16 e Ki67, che risultano facilmente reperibili, e la cui ricerca risulta poco costosa per valutarne l’utilità di uno studio più ampio in occasione di migliorare la definizione prognostica di queste lesioni.

Confronto delle differenti strategie terapeutiche nei pazienti con cuore polmonare cronico tromboembolico

L'endoarteriectomia polmonare (PEA) rappresenta la terapia più efficace per il cuore polmonare cronico tromboembolico (CTEPH). Tuttavia, una quota sostanziale di pazienti sono non operabili ma hanno altre possibili strategie di trattamento: terapia medica e angioplastica polmonare(BPA). In questo studio abbiamo confrontato l'efficacia delle diverse strategie di trattamento del CTEPH nel mondo reale. Metodi: Sono stati inclusi tutti i pazienti con CTEPH riferiti al nostro centro. Abbiamo valutato l'efficacia della terapia medica a breve termine sui dati clinici, funzionali, capacità di esercizio e profilo emodinamico (indipendentemente dalle strategie di trattamento successive), l'efficacia di PEA e BPA (indipendentemente dalle strategie di trattamento precedenti/successive); Abbiamo inoltre riportato l'efficacia a lungo termine dei diversi trattamenti. Risultati: Sono stati inclusi in totale 467 pazienti (il 39% trattato solo con terapia medica, il 43% sottoposto a PEA, il 13% sottoposto a BPA e il 5% non ha ricevuto alcuna terapia). I pazienti trattati solo con terapia medica sono stati il gruppo più vecchio in termini di età, e confrontati rispetto ai pazienti sottoposti a PEA, mostravano minore capacità di esercizio, un profilo di rischio più elevato e minor miglioramento del profilo emodinamico, funzionale e della sopravvivenza. I pazienti sottoposti a BPA hanno avuto un miglioramento emodinamico inferiore rispetto ai pazienti sottoposti PEA, ma un miglioramento funzionale, dell'esercizio fisico e del profilo di rischio, e di sopravvivenza sovrapponibile ai pazienti sottoposti a PEA; la sopravvivenza è risultata migliore rispetto ai pazienti tsottoposti a sola terapia medica. Il gruppo di controllo storico di pazienti non trattati con alcuna terapia ha avuto la peggiore sopravvivenza. Conclusioni: Abbiamo confermato la superiorità della PEA rispetto a qualsiasi trattamento nei pazienti affetti da CTEPH, nei pazienti non operabili o con PH persistente/ricorrente dopo PEA, la BPA determina una prognosi migliore rispetto alla sola terapia medica.

Medial Artery Calcification (MAC) e Small Artery Disease (SAD) nei pazienti con ischemia critica degli arti inferiori: definizione dei fattori predisponenti, svilup-po di uno score prognostico, definizione istopatologica e valutazione dei risultati dell'arterializzazione delle vene dell'arto inferiore come tecnica di rivascolarizzazione

Questo studio si concentra sull'ischemia critica cronica dell'arto inferiore (CLTI), una patologia globale con gravi complicanze e impatto sociale elevato. Recentemente, la "Medial Artery Calcification" (MAC) è emersa come fattore prognostico significativo nei pazienti con CLTI e malattia grave dei vasi del piede, ma le informazioni sono principalmente retrospettive. Questa tesi esplora la relazione tra MAC e CLTI in tre sezioni. Nella sezione clinica, 248 pazienti sono stati divisi in gruppi MAC per valutare l'impatto prospettico sulla guarigione e sul salvataggio dell'arto. Nella sezione isto-patologica, campioni arteriosi di 26 pazienti sottoposti ad amputazione maggiore sono stati analizzati per comprendere la relazione tra MAC, aterosclerosi e occlusione vascolare. Nella sezione di arterializzazione, 16 pazienti sottoposti all'arterializzazione delle vene del piede (AVP) sono stati esaminati per valutare i risultati clinici prospettici. I risultati della sezione clinica indicano che la presenza di MAC severa è associata a risultati clinici peggiori nei pazienti affetti da CLTI. L'analisi isto-patologica mostra una prevalenza elevata di MAC rispetto all'aterosclerosi, con una associazione importante tra MAC e iperplasia intimale. L'AVP presenta risultati promettenti nei pazienti affetti da CLTI. In conclusione, la MAC influisce sui risultati clinici della CLTI, e l'AVP potrebbe essere una strategia efficace di trattamento.

Riscontri istologici in individui transgender AFAB in terapia con testosterone

CONTESTO: Il rischio oncologico dell’esposizione al testosterone (T) di organi genitali in transgender AFAB non è noto. SCOPO: valutazione istologica di utero, cervice, salpingi e ovaia asportati in corso di intervento chirurgico di affermazione di genere (GAS) in AFAB che assumevano testosterone. MATERIALI E METODI: valutazione dei dati istologici condotta retrospettivamente tramite la consultazione di 187 cartelle cliniche di soggetti transgender AFAB sottoposti a GAS presso la Ginecologia dell’IRCCS Sant’Orsola, Bologna. RISULTATI: 187 transgender AFAB sono stati sottoposti a isteroannessiectomia bilaterale. Nessun paziente sottoposto a ovariectomia, chemioterapia o radioterapia prima della chirurgia. La mediana della durata di assunzione di T era di 36 mesi (12 mesi-14 anni). 96/187 (51.4%) uteri presentavano endometrio ipoattivo/atrofico, mentre 1 caso di iperplasia senza atipie cellulari è stato identificato (0.5%), 8/187 (4.3%) endometrio polipoide e 4/187 (2.2%) secretivo. Il più comune riscontro istologico cervicale è stata la cervicite cronica (n=174, 93%) associata a metaplasia (n=131,76%). Le salpingi sono risultate indenni in 90/187 (48.1%) casi e con infiammazione cronica in 91/187 (48,7%) casi. La maggior parte delle ovaie analizzate mostravano follicoli in diversi stati di maturazione (n=117, 62.5%). In 20 analisi istologiche sono stati identificati corpi lutei/corpi lutei emorragici (10.7%). CONCLUSIONI: Nessuna lesione premaligna o maligna è stata riscontrata in questi 187 soggetti che assumevano testosterone fino a un massimo di 168 mesi prima della chirurgia. La presenza di follicoli in vari stadi di sviluppo e di corpi lutei suggerisce la possibilità di cicli ovulatori in corso di terapia con testosterone. I risultati di questo studio confermano la sicurezza dell'uso prolungato di T sugli organi genitali di transgender AFAB. Seppur ancora limitate, le evidenze suggeriscono sempre più la mancanza di necessità assoluta di rimuovere utero e ovaia nei soggetti trasgender in terapia con T con il solo fine di prevenire patologie oncologiche.